1.?dāng)?shù)控機(jī)床及其坐標(biāo)系 用數(shù)字化信息進(jìn)行控制的技術(shù)稱為數(shù)字控制技術(shù);裝備了數(shù)控系統(tǒng),能應(yīng)用數(shù)字控制技術(shù)進(jìn)行加工的機(jī)床稱為數(shù)控機(jī)床。數(shù)控機(jī)床按用途分為普通數(shù)控機(jī)床和加工中心兩大類。普通數(shù)控機(jī)床與傳統(tǒng)的通用機(jī)床品種一樣,有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床等。它們的工藝范圍和普通機(jī)床相似,但更適合于加工形狀復(fù)雜的工件。加工中心是帶有刀庫(kù)和自動(dòng)換刀機(jī)械手,有些還配備托盤交換裝置的數(shù)控機(jī)床。加工中心可在一次裝夾后,完成工件的鏜、銑、鉆、擴(kuò)、鉸及攻螺紋等多種加工。
數(shù)控機(jī)床的加工原理:首先把加工過(guò)程所需的幾何信息和工藝信息用數(shù)字量表示出來(lái),并用規(guī)定的代碼和格式編制出數(shù)控加工程序,然后用適當(dāng)?shù)姆绞酵ㄟ^(guò)輸入裝置將加工程序輸入到數(shù)控裝置,數(shù)控裝置對(duì)輸入信息進(jìn)行處理與運(yùn)算后,將結(jié)果輸入到機(jī)床的伺服系統(tǒng),控制并驅(qū)動(dòng)機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件按預(yù)定的軌跡和速度運(yùn)動(dòng)。輸入裝置、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)及機(jī)床本體是數(shù)控機(jī)床的四個(gè)基本組成部分。
在數(shù)控機(jī)床中,機(jī)床直線運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)軸按照iso841和我國(guó)的jb3051-82標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定為右手直角笛卡爾坐標(biāo)系。 、 、 的正方向是使工件尺寸增加的方向,即增大工件和刀具間距離的方向。通常以平行于主軸的坐標(biāo)為 軸, 軸平行于工件的主要裝夾面且與 軸垂直, 軸按右手笛卡爾坐標(biāo)系確定。三個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)軸a、b、c分別表示回轉(zhuǎn)軸線平行于 、 、 的旋轉(zhuǎn)或擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。其正方向分別用右手螺旋法則判定。
機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)能夠控制的運(yùn)動(dòng)數(shù)目通常稱為坐標(biāo)(軸)數(shù)。數(shù)控機(jī)床在加工過(guò)程中不同坐標(biāo)軸之間可以聯(lián)動(dòng),所謂聯(lián)動(dòng)是指機(jī)床有關(guān)坐標(biāo)軸各自按一定的速度和軌跡同時(shí)運(yùn)動(dòng),它們的合成運(yùn)動(dòng)速度及軌跡符合預(yù)先規(guī)定的加工要求。
2.?dāng)?shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置 數(shù)控機(jī)床早期的數(shù)控裝置使用專用計(jì)算機(jī),稱為(普通)數(shù)控(nc)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,目前數(shù)控裝置采用的是通用計(jì)算機(jī),稱為計(jì)算機(jī)數(shù)控(cnc)。cnc裝置是數(shù)控機(jī)床的控制中心,由它接收和處理輸入信息,并將處理結(jié)果通過(guò)接口輸出,對(duì)機(jī)床進(jìn)行控制。
cnc裝置由cpu、存儲(chǔ)器(eprom、ram)、定時(shí)器、中斷控制器所構(gòu)成的微機(jī)基本系統(tǒng)及各種輸出輸入接口所組成。cnc裝置的主要功能為:
(1)功能控制 控制機(jī)床冷卻液供給、主軸電機(jī)開停、調(diào)速以及換刀等功能;
(2)位置控制 控制刀具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)位置或軌跡;
(3)信號(hào)處理 對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中得到的機(jī)床狀態(tài)信號(hào)(如刀具到位信號(hào)、工作臺(tái)超程信號(hào)等)進(jìn)行分析處理,使系統(tǒng)作出相應(yīng)的反應(yīng),如工作臺(tái)超程保護(hù)器報(bào)警等。
3.?dāng)?shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服系統(tǒng) 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服系統(tǒng)由伺服驅(qū)動(dòng)電路、伺服驅(qū)動(dòng)裝置,機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及執(zhí)行部件組成。它的作用是接受數(shù)控裝置發(fā)出的速度和位移指令信號(hào),由伺服驅(qū)動(dòng)電路作數(shù)模轉(zhuǎn)換和功率放大后,經(jīng)伺服驅(qū)動(dòng)裝置(例如伺服電動(dòng)機(jī)、電液脈沖伺服馬達(dá)等)和機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(例如滾珠絲杠等)驅(qū)動(dòng)機(jī)床的執(zhí)行機(jī)構(gòu)(例如工作臺(tái)、刀架、主軸箱等),以某一確定的速度、方向和位移量,沿機(jī)床坐標(biāo)軸移動(dòng),實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程的自動(dòng)循環(huán)。
數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服系統(tǒng)按位置檢測(cè)和反饋方式的不同分為以下兩類:
(1)開環(huán)伺服系統(tǒng)
(2)閉環(huán)伺服系統(tǒng)